Расчет локомотива 2ТЭ10М

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Московский Государственный университет путей сообщения

Кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство».

Курсовая работа

по дисциплине «Тепловозная тяга»

Группа: ВПП - 311

Выполнил: Михайлович А.С.

Проверил: Белов В. А.

Москва 2013



1. Характеристики и описание локомотива 2ТЭ10М

Тепловозы типа ТЭ10М выпускаются производственным объединением «Ворошиловградтепловоз» в двух исполнениях: двухсекционные общей мощностью 4412 кВт --2ТЭ10М и трехсекционные общей мощностью 6618 кВт -- ЗТЭ10М. Тепловоз 2ТЭ10М состоит из двух однокабинных секций (А и Б), одинаковых по конструкции. Секции тепловоза соединяются между собой автосцепкой СА-3, а для обеспечения перехода членов локомотивной бригады из секции в секцию оборудованы переходными тамбурами.

Все оборудование тепловоза расположено в кузове с несущей главной рамой. Кузов тепловоза состоит из четырех основных частей: кабины машиниста или тамбура средней секции, проставки (кузов над аппаратными камерами), кузова над дизелем, имеющего горизонтальный разъем, и холодильной камеры. Кабина машиниста имеет надежную шумоизоляцию, а лобовые ее окна застеклены трехслойным стеклом. В кабине выполнены лючки естественной вентиляции.

Через люк на крыше проставки можно снять компрессор, а через люки на крыше кузова над дизелем -- демонтировать узлы дизеля и вынуть аккумуляторные батареи. Люк на крыше холодильной камеры позволяет при помощи специального приспособления демонтировать гидропривод вентилятора.

На тепловозах типа 2ТЭ10М в качестве силовой установки применен дизель-генератор 10Д100 мощностью 2206 кВт, состоящий из двухтактного дизеля 10 ДН 20,7/2 Х25.4 с газотурбинным наддувом и тягового генератора постоянного тока ГП-311Б, смонтированных на единой поддизельной раме и соединенных между собой полужесткой пластинчатой муфтой. Дизель работает на дизельном топливе, поступающем из топливного бака (вместимость 7300 л), расположенного под главной рамой тепловоза в средней ее части и соединенного с дизелем системой топливопроводов через фильтры и топливоподогреватель.

Пуск дизеля осуществляется от щелочной аккумуляторной батареи, расположенной в четырех отсеках (ящиках) внутри кузова тепловоза. Аккумуляторная батарея состоит из 46 элементов. От аккумуляторной батареи питается радиостанция 42 РТМ-А2-ЧМ, установленная в кабине машиниста, и система локомотивной сигнализации (АЛСН), а также при неработающем дизель - генераторе -- цепи управления и освещения. Выработанный тяговым генератором постоянный ток подается на шесть тяговых электродвигателей ЭД-118А или ЭД-118Б, которые через одноступенчатые тяговые редукторы с упругими ведомыми зубчатыми колесами приводят во вращение колесные пары тепловоза. Необходимый диапазон использования постоянной мощности дизеля по скорости тепловоза достигается ослаблением возбуждения тягового генератора автоматически в зависимости от режима работы тягового генератора и тяговых электродвигателей в две ступени -- 36 и 60%.

Воздух для дизеля поступает через подвижные жалюзи и двухступенчатые фильтры непрерывного действия. Первая ступень очистки -- кассеты, состоящие из набора металлических сеток, заключенные во вращающуюся в масляной ванне обойму. Частота вращения примерно 1--2 об/ч. Вторая ступень -- неподвижные кассеты из набора металлических сеток. Степень очистки воздуха от пыли 96--97%. Подвижные жалюзи и система блокировки позволяют забирать воздух как снаружи, так и изнутри кузова. При этом жалюзи закрывают, а очистка воздуха происходит только во второй ступени.

Вода дизеля охлаждается по двухконтурной системе в холодильной камере, оборудованной радиаторными секциями, расположенными в два яруса и в один ряд, при помощи вентилятора, который просасывает наружный воздух через боковые жалюзи и секции радиатора. Управление вентилятором холодильника, а также боковыми и верхними жалюзи осуществляется как автоматически, так и дистанционно при помощи тумблеров.

Вентилятор холодильника приводится во вращение через систему валов с пластинчатыми муфтами, задний распределительный редуктор и гидропривод вентилятора. Масло дизеля охлаждается в водомасляном теплообменнике. Тяговые двигатели охлаждаются воздухом, нагнетаемым центробежными вентиляторами через каналы, расположенные в главной раме тепловоза. Колеса вентиляторов получают вращение от заднего и переднего распределительных редукторов, на валах которых они установлены.

Применение разъемов в электрической проводке по кузову и в уплотнительных поясах крыши позволяет быстро проводить необходимые работы по снятию люков и съемной части кузова для демонтажа оборудования.

Главная рама испытывает нагрузку от массы всех находящихся на ней агрегатов и сборочных единиц, передает тяговые и тормозные усилия, а также воспринимает динамические нагрузки. Рама тепловоза опирается на две бесчелюстные тележки с односторонним расположением тяговых двигателей «носиками» к середине локомотива для улучшения его тяговых качеств. Тележка имеет упругое поперечное перемещение на ±40 мм относительно рамы тепловоза. Рессорное подвешивание индивидуальное. На двух боковых приливах каждой буксы установлено по тройному комплекту пружин. Кузов опирается на тележки через 8 комплектов резинометаллических опор. Вертикальные колебания надрессорного строения гасятся фрикционными гасителями колебаний.

Рычажная передача тормоза тележки с индивидуальными тормозными цилиндрами для каждой колесной пары. Подвеска тягового двигателя опорно-осевая с моторно-осевыми подшипниками скольжения, система смазки его польстерная. Проходят эксплуатационные испытания тяговые электродвигатели с принудительной системой смазки и подвеской двигателя к раме через обрезиненный поводок.

Конструкция и оборудование кабины машиниста создают хорошие условия для работы локомотивных бригад в соответствии с требованиями промышленной санитарии. Отопительно-вентиляционный агрегат обогревает кабину машиниста в зимнее время и вентилирует в летнее. Испытываются в эксплуатации партии тепловозов с кондиционерами воздуха.

Теплый воздух от отопительно-вентиляционного агрегата подается также на лобовые стекла, предохраняя их от замерзания. Для очистки лобовых стекол от загрязнения во время движения локомотива кабина оборудована установкой для обмыва лобовых стекол и стеклоочистителями с пневматическим приводом. Песочная система позволяет для экономии песка подавать его при необходимости только под переднюю колесную пару.

Противопожарные средства состоят из воздухопенной установки, ручных огнетушителей в кабине машиниста и дизельном помещении. Воздухопенная противопожарная установка имеет два поста управления, которые расположены в холодильной камере и около тягового генератора слева по ходу тепловоза. Кроме того, тепловоз оборудован автоматической пожарной сигнализацией, радиостанцией, переговорным устройством, автоматической локомотивной сигнализацией. На тепловозах применена комплексная противобоксовочная система, позволяющая повысить коэффициент использования сцепного веса, обеспечить защиту тяговых двигателей от разносного боксования и кругового огня, уменьшить расход песка, износ бандажей и рельсов, а также склонность тепловоза к боксованию.



Схема расположение оборудования на тепловозе: 1 - пульт управления; 2 - ручной тормоз; 3 - вентилятор кузова; 4 - резервуар установки пенного пожаротушения; 5 - тяговый генератор; 6 - вентилятор охлаждения тягового генератора; 7 - тифои; 8 - редуктор вентилятора охлаждения тягового генератора; 9 - нагнетатель второй ступени (центробежный нагнетатель); 10 - воздухоохладитель; 11 - дизель; 12 - выпускное устройство; 13 - турбокомпрессор; 14 - адсорбер; 15 - бак для воды; 16 - подпятник вентилятора; 17 - колесо вентилятора; 18 - вал карданный; 19 - секции водовоздушного радиатора; 20 - гидропривод вентилятора холодильной камеры; 21, 23 - тележки задняя и передняя; 22 - топливный бак; 24 - скоростемер; 25 - сиденье машиниста; 26, 49 - камеры аппаратные (высоковольтные) правая и левая; 27, 38 - каналы забора воздуха на охлаждение тяговых электродвигателей передней и задней тележек; 28, 40 - вентиляторы охлаждения электродвигателей передней и задней тележек; 29 - канал забора воздуха на охлаждение тягового генератора; 30 - маслопрокачиваюший агрегат; 31 - воздухоочиститель правый; 32, 46 - редукторы распределительные задний и передний; 33 - фильтр грубой очистки масла; 34 - теплообменник; 35 - автоматический привод гидромуфты; 36 - фильтр тонкой очистки масла; 37 - синхронный подвозбудитель; 39 - санузел; 41 - топливоподогреватель; 42 - воздухоочиститель левый; 43 - батарея аккумуляторная; 44 - топливоподкачивающий агрегат; 45 - выпускной канал охлаждения тягового генератора; 47 - компрессор; 48 - двухмашинный агрегат.



2. Анализ заданного профиля пути, выбор расчётного и скоростного подъёмов. Проведение спрямления профиля пути заданного участка

Профиль.

0	-3	+2	0	-4	-6	+5	-8	0	+10	+3	+2	0	+9	0	-5
1000	1400	900	1500	700	400	600	500	300	1500	900	1100	1700	500	1200	1000



Принимаем в качестве расчётного подъёма i_p = +9 на том основании, что он наиболее крутой (после i = +10⁰/₀₀), большой протяжённости, а перед ним лежат подъёмы, на которых трудно развить высокую скорость для накопления кинетической энергии.

Подъём i_c = 10⁰/₀₀ принимаем в качестве скоростного, так как круче этого подъёма на заданном участке нет.

Спрямление профиля:

i_c = ;

где I и S - крутизна и длина каждого из спрямляемых элементов.

Проверка возможности спрямления каждого элемента:

,

где и - крутизна и длина проверяемого j - го элемента.

i_c1 = = 0,75 ⁰/₀₀ ;

Проверка:

Условие - > 900 < 1600 - соответствует;

Условие - > 1500 < 2666,67 - соответствует.

i_c2 = = - 4,73 ⁰/₀₀ ;

Проверка:

Условие - > 700 < 2739,73 - соответствует;

Условие - > 400 < 1574,80 - соответствует.

i_c3 = = 2,45 ⁰/₀₀ ;

Проверка:

Условие - > 900 < 3636,36 - соответствует;

Условие - > 1100 < 3636,36 - соответствует.

i_c4 = = 2,18 ⁰/₀₀ ;

Проверка:

Условие - > 1000 > 917,43 - не соответствует;

Условие - > 1200 > 1098,90 - не соответствует.

i_c5 = = 2,53 ⁰/₀₀ ;

Проверка:

Условие - > 800 < 4255,32 - соответствует;

Условие - > 700 < 3773,58 - соответствует

Расчёт спрямления заданного профиля пути.

№ заданных элементов.	Заданный профиль пути.		Спрямлённый профиль пути.	№ спрямлённых элементов.	Проверка.
	S, м.	i,0/00	Sc, м.	ic,0/00
1. 2.	1000 1400	0 -3			1. 2.
3. 4.	900 1500	+2 0	2400	0,75	3. (1)	Соответствует
5. 6.	700 400	-4 -6	1100	- 4,73	4. (2)	Соответствует
7. 8. 9. 10.	600 500 300 1500	+5 -8 0 +10			5. 6. 7. 8.
11. 12.	900 1100	+3 +2	2000		9. (3)	Соответствует
13. 14. 15. 16.	1700 500 1200 1700	0 +9 0 -8			10. 11. 12. 13.
17. 18.	1000 1200	0 +4	2200		14. 15.	Не соответствует
19.	1000	-5			16.
20. 21.	800 700	+3 +2	1500		17. (4)	Соответствует
22.	1500	0			18.

3. Расчёт и выбор веса (массы) состава брутто, определение числа вагонов и вес (масса) состава нетто

Вес состава рассчитывается исходя из условия равномерного движения поезда по расчётному подъёму с расчётной скоростью тепловоза с учётом бесстыкового пути.

Основные параметры тепловоза (2ТЭ10М).

Vр, км/ч	Fкр, H	Fктр, H	mл, т	P, kH	Vконстр, км/ч
23,4	496500	797500	276	2710	100

[кН], где

F_кр - расчётная сила тяги тепловоза, Н;

P - вес тепловоза, кН;

w_o' - основное удельное сопротивление движению тепловоза в режиме тяги, Н/кН;

w_o^” - основное удельное сопротивление движению вагонов, Н/кН;

i_p - крутизна расчётного подъёма, ⁰/₀₀,

i_p = +9 ⁰/₀₀.

Основное удельное сопротивление движению состава из разнотипных вагонов определяется по формуле:

[H/kH], где

процентное содержание однотипных вагонов в составе;

, , - основное удельное сопротивление движению четырёх-, шести- и восьмиосных вагонов соответственно, Н/кН.

Исходные данные.

= 25 % - 4-осных грузовых вагонов массой брутто 82 т;

= 74 % - 6-осных грузовых вагонов массой брутто 128 т;

= 1 % - 8-осных грузовых вагонов массой брутто 168 т.

Все вагоны на подшипниках качения.

Расчётные формулы для определения основного удельного сопротивления движению:

где v - скорость движения, км/ч;

q₀ - масса вагона, приходящая на одну ось, т.

; ;

Путь	Вид подвижного состава.	Расчётная формула.
Бесстыковой	4-осные вагоны на роликовых подшипниках,	wo4”= 0,7 + (3 + 0,09 Ч vp + 0,002 Ч vp2) / q04
	6-осные вагоны на роликовых подшипниках,	wo6”= 0,7 + (8 + 0,08 Ч vp + 0,002 Ч vp2) / q06
	8-осные вагоны на Роликовых подшипниках,	wo8”= 0,7 + (6 + 0,026 Ч vp + 0,0017 Ч vp2) / q08
	Тепловозы при движении в режиме тяги	wo'= 1,9 + 0,008 Ч v + 0,00025 Ч v2
	Тепловозы при движении в режиме холостого хода	wx'= 2,4 + 0,009 Ч v + 0,00035 Ч v2

w_o4^” = 0,7 + (3 + 0,09 Ч 23,4 + 0,002 Ч 23,4²) / 20,5 = 1,00 [H/kH]

w_o6^” = 0,7 + (8 + 0,08 Ч 23,4 + 0,002 Ч 23,4²) / 21,3 = 1,22 [H/kH]

w_o8^” = 0,7 + (6 + 0,026 Ч 23,4 + 0,0017 Ч 23,4²) / 21 = 1,06 [H/kH]

w_o' = 1,9 + 0,008 Ч 23,4 + 0,00025 Ч 23,4² = 2,22 [H/kH]

w_o ^“= = 1,16 [H/kH]

Q = = 45875,4 [kH]

Масса состава по предварительному расчёту:

m_c = [т], где g = 9,81 [м/с²]

m_c = = 4680 [т]

Проверка веса состава на преодоление скоростного подъёма.

S = [м], где S = S₁+S₂+S₃

- начальная и конечная скорости интервала, км/ч;

- средняя удельная результирующая сила, действующая на поезд в пределах интервала скорости от , H/kH.

Удельную силу в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равной удельной силе при средней скорости интервала, т.е.:



= [H/kH].

i_c = 10⁰/₀₀,

P = 2710 [kH],

Q = 45875,4 [kH],

; ;

Значения , w_o', w_o ^“ определяются по среднему значению скорости v_ср рассматриваемого интервала; их три:

v_ср = [км/ч].

[км/ч].

70 [км/ч].

v_ср1 = [км/ч], > F_k1 = 165000 [H].

w_o' = 1,9 + 0,008 Ч 75 + 0,00025 Ч 75² = 3,91 [H/kH],

w_o4^” = 0,7 + (3 + 0,09 Ч 75 + 0,002 Ч 75²) / 20,5 = 1,72 [H/kH],

w_o6^” = 0,7 + (8 + 0,08 Ч 75 + 0,002 Ч 75²) / 21,3 = 1,89 [H/kH],

w_o8^” = 0,7 + (6 + 0,026 Ч 75 + 0,0017 Ч 75²) / 21 = 1,53 [H/kH],

w_o ^“= = 1,84 [H/kH],

= = - 11,62 [H/kH],

S₁ = = 538,30 [м].

[км/ч].

60 [км/ч].

v_ср2 = [км/ч], > F_k2 = 185000 [H].

w_o' = 1,9 + 0,008 Ч 65 + 0,00025 Ч 65² = 3,48 [H/kH],

w_o4^” = 0,7 + (3 + 0,09 Ч 65 + 0,002 Ч 65²) / 20,5 = 1,54 [H/kH],

w_o6^” = 0,7 + (8 + 0,08 Ч 65 + 0,002 Ч 65²) / 21,3 = 1,72 [H/kH],

w_o8^” = 0,7 + (6 + 0,026 Ч 65 + 0,0017 Ч 65²) / 21 = 1,41 [H/kH],

w_o ^“= = 1,67 [H/kH],

= = - 7,96 [H/kH],

S₂ = = 681,03 [м].

[км/ч].

50 [км/ч].

v_ср3 = [км/ч], > F_k1 = 223500 [H].

w_o' = 1,9 + 0,008 Ч 55 + 0,00025 Ч 55² = 3,1 [H/kH],

w_o4^” = 0,7 + (3 + 0,09 Ч 55 + 0,002 Ч 55²) / 20,5 = 1,38 [H/kH],

w_o6^” = 0,7 + (8 + 0,08 Ч 55 + 0,002 Ч 55²) / 21,3 = 1,57 [H/kH],

w_o8^” = 0,7 + (6 + 0,026 Ч 55 + 0,0017 Ч 55²) / 21 = 1,30 [H/kH],

w_o ^“= = 1,52 [H/kH],

= = - 7,05 [H/kH],

S₃ = = 650,64 [м].

S = 538,30 + 681,03 + 650,64 = 1869,97 [м].

Условие - полученные данные должны быть больше или равны длине скоростного подъёма: S ? S_ic > 1869,97 [м] > 1500 [м].

Вывод: данный поезд преодолеет скоростной подъём.



Проверка веса поезда по длине приёмо-отправочных путей

Вид подвижного состава	Длина, м
Тепловозы	2ТЭ10М	34
4-осные полувагоны	14
6-осные полувагоны	17
8-осные полувагоны	20

Длина поезда l_n не должна превышать полезную длину приёмо-отправочных путей станции l_nоп:

l_n ? l_nоп, где

l_n - длина поезда, м;

l_nоп - полезная длина приёмо-отправочных путей станции, м.

Длина поезда определяется:

l_n = l_с + l_л + 10, где

l_с - длина состава, м;

l_л - длина тепловоза, м.

10 - запас длины на неточность установки поезда, м.

Длина состава:

l_с = n₄l₄ + n₆l₆ + n₈l₈, где

n₄, n₆, n₈ - количество однотипных вагонов в составе;

l₄, l₆, l₈ - длины однотипных вагонов, м.

Количество однотипных вагонов в составе:

n_4(6,8) = ;



n₄ = = 14, 25 ? 15 [шт]

n₆ = = 27,04 ? 27 [шт]

n₈ = = 0,28 ? 1 [шт]

l_с = 15 Ч 14 + 27 Ч 17 + 1 Ч 20 = 689 [м]

l_n = 689 + 34 + 10 = 733 [м]

Вывод: длина поезда l_n = 733 [м] не привышает минимальную длину полезной длины приёмо-отправочных путей станции l_поп = 850 [м].

Проверка веса поезда на трогание с места.

Вес состава проверяют на возможность трогания с места на остановочных пунктах по формуле:

Q_тр = - P [kH], где

сила тяги тепловоза при трогании состава с места, Н;

- удельное сопротивление состава при трогании с места, H/kH;

- крутизна элемента пути, на котором производится трогание с места, ⁰/₀₀. ⁰/_00.

Удельное сопротивление состава при трогании с места определяется по формуле:

= + + [H/kH], где

, , - удельное сопротивление при трогании с места соответственно 4-осных, 6-осных и 8-осных вагонов, H/kH.

Для вагонов на подшипниках качения

= [H/kH],

= = 1,02 [H/kH],

= = 0,99 [H/kH],

= = 1,00 [H/kH].

= + + = 1,00 [H/kH],

Q_тр = - 2710 = 794790 [kH].

Вес состава Q_тр, полученный по условиям трогания с места должен быть не менее веса состава Q, определённого по расчётному подъёму:

Q_тр (794790 [kH]) > Q (45875,4 [kH]) - условие выполняется.

Вывод: трогание поезда с места с массой состава m_c = 4680 [т] >

Q = 45875,4 [kH]) с локомотивом 2ТЭ10М возможно.

4. Составление таблиц и построение диаграмм удельных сил, действующих на поезд в режимах тяги, холостого хода и торможения в зависимости от скорости движения

Расчётная таблица удельных равнодействующих сил.

Режим тяги	Холостой ход	Торможение
v, км/ч	Fк, H	wo `, H/kH	W'0 = wo `* P, H	wo “, H/kH	W”0 = wo “* Q, H	W0 = W'0 + W”0	Fk - W0, H	, H/kH	wx `, H/kH	Wx = wx * P, H	Wox = Wx + W”0	wox = , H/kH	цkp	bm = 1000 * цkp*?p, H/kH	0,5bm+wox, H/kH	0,8bm+wox, H/kH
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
0	797500	1,900	5149	1,018	46701	51850	745650	15,35	2,400	6504	53205	1,10	0,270	89,10	45,65	72,38
5	724000	1,946	5274	1,040	47710	52984	671016	13,81	2,454	6650	54360	1,12	0,227	74,91	38,58	61,05
10	667000	2,005		1,066	48903	54337	612663	12,61	2,525	6843	55746	1,15	0,198	65,34	33,82	53,42
15	626500	2,076	5626	1,097	50325	55951	570549	11,74	2,613	7081	57406	1,18	0.177	58,41	30,39	47,91
20	567000	2,160	5854	1,132	51931	57785	509215	10,48	2,720	7371	59302	1,22	0,162	53,46	27,95	43,99
23.4	496500	2,224	6027	1,161	53261	59288	437212	9,00	2,802	7593	60854	1,25	0,154	50,82	26,66	41,91
25	451000	2,256	6114	1,174	53858	59972	391028	8,05	2,844	7707	61565	1,27	0,150	49,50	26,02	40,87
30	375000	2,365	6409	1,219	55922	62331	312669	6,44	2,985	8089	64011	1,32	0,140	46,20	24,42	38,28
40	320000	2,620	7100	1,318	60464	67564	252436	5,20	3,320	8997	69461	1,43	0,126	41,58	22,22	34,69
50	246000	2,925	7927	1,449	66473	74400	171600	3,53	3,725	10094	76567	1,58	0,116	38,28	20,72	32,20
60	205000	3,280	8889	1,627	74639	83528	121472	2,50	4,200	11382	86021	1,77	0,108	35,64	19,59	30,28
70	176500	3,685	9986	1,754	80465	90451	86049	1,77	4,745	12859	93324	1,92	0,102	33,66	18,75	28,85
80	153000	4,140	11219	1,934	88723	99942	53058	1,10	5,360	14526	103249	2,13	0,097	32,01	18,14	27,74
90	137500	4,645	12588	2,113	96935	109523	27977	0,58	6,045	16382	113317	2,33	0,093	30,69	17,68	26,88
100	119500	5,200	14092	2,343	107486	121578	-2078	- 0,04	6,800	18428	125914	2,59	0,090	29,70	17,44	26,35



Построение диаграммы удельных равнодействующих сил для четырёх возможных режимов движения поезда по прямому горизонтальному участку:

- для режима тяги

- для режима холостого хода w_ox =

- для режима служебного торможения 0,5b_m + w_ox =

- для режима полного служебного торможения 0,8b_m + w_ox =

Масштабы для графических расчётов.

Величины.	Грузовые и пассажирские поезда.	Тормозные расчёты.
Сила, 1 H/kH - мм.	12	2
Скорость, 1 км/ч - мм.	2	2
Путь, 1 км - мм.	40	240
Постоянная ?, мм.	30	-
Время, 1 мин - мм.	10	-

5. Определение наибольших допустимых скоростей движения на спусках по условиям установленной длины тормозного пути

Максимально допустимые значения скоростей движения поезда на уклонах профиля определяются по имеющимся тормозным средствам с учётом обеспечения остановки поезда в пределах тормозного пути.

Полный расчётный тормозной путь S_n и действительного тормозного пути S_d

S_m = S_n+ S_d [м].



Расчётные тормозные пути принимаем равными:

а) S_m = 1000 м - для спусков крутизной до 6 ⁰/₀₀ включительно;

а) S_m = 1200 м - для спусков круче 6 ⁰/₀₀.

Для каждого из выбранных уклонов определяется подготовительный путь, м.

S_n = 0,278 * * ,

где - скорость в начале торможения - принимается равной конструкционной скорости заданного тепловоза ( (2ТЭ10М) = 100 км/ч;

b_m = 29,70 [H/kH],

= время подготовки тормозов к действию, с:

( для данного состава длиной: 4 * 14 + 6 * 17 + 8 * 20 = 318 осей )

;

i_p = 0 ⁰/₀₀,

S_n(0) = 0,278 * * (12 -= 333,6 [м].

i_p = -6 ⁰/₀₀,

S_n(-6) = 0,278 * * (12 += 434,69 [м].

i_p = -12⁰/₀₀,

S_n(-12) = 0,278 * * (12 += 535,78 [м].



6. Построение графиков скорости движения и времени хода графическим методом МПС

Масштабы для графических расчётов.

Величины.	Грузовые и пассажирские поезда.	Тормозные расчёты.
Сила, 1 H/kH - мм.	12	12
Скорость, 1 км/ч - мм.	2	2
Путь, 1 км - мм.	40	40
Постоянная ?, мм.	30	30
Время, 1 мин - мм.	10	10

Построение зависимостей и произведены на отдельном листе миллиметровой бумаги по методу МПС.

Все построения выполнены на спрямлённом пути.

Интервалы скорости, в которых действующие силы на поезд считаются постоянными, принимаются не более 10 км/ч.

В конце каждого элемента профиля подбирается интервал изменения скорости так, чтобы граница элемента, граница интервала скорости и зависимости пересекались в одной точке.

При построении диаграммы стремимся к достижению поездом максимально допустимых скоростей движения. Это условие выполняется при соответствующем чередовании режимов тяги, холостого хода и регулировочного торможения.

При движении на спусках скорость не превосходит допускаемую по тормозам в зависимости от крутизны спуска.

Скорость поезда перед остановкой не превышает 40-50 км/ч на расстоянии 500-700 метров от оси станции.

Момент начала торможения при остановке на станции определяется точкой пересечения зависимостей для режимов холостого хода и служебного торможения. Последняя строится встречно, начиная от нулевой скорости на оси станции.

Для выполнения зависимости используется зависимость . Её непрерывный рост ограничивается при достижении уровня, соответствующего 10-ти минутам.

7. Определение средних технической и участковой скоростей движения на участке

Средняя техническая скорость v_т представляет собой среднюю скорость движения поезда по перегону и учитывает время занятия перегона с учётом времени на разгоны и замедления при остановках.

Для нечётного направления движения поездов (В-А):

км/ч;

где - общая длина пути (участка В-А), км;

- время хода поезда по участку В-А, ч.

Для чётного направления (А-В):

км/ч;

где - время хода поезда по участку А-В, ч.

Средняя участковая скорость v_у - средняя скорость движения поездов по участку:

для нечётного и чётного направлений:



v_Унч = в·v_Тнч,

v_Уч = в·v_Тч,

где в - коэффициент участковой скорости, которая зависит от технической оснащённости участка (в = 0,8).

Для нечётного направления движения поездов (В-А):

= 10 + 10 + 3,8 = 23,8 мин = 0,40 ч. - согласно диаграммы времени хода поезда.

= 1000+1400+2400+1100+600+500+300+1500+2000+1700+500+1200+1700+

+1000+1200+1000+1500+1500 = 22100 м. = 22,1 км. - общая длина участка пути.

= 55,25 км/ч;

v_Унч = 0,8 · 55,25 = 42,2 км/ч.

Для чётного направления движения поездов (А-В):

Время хода поезда для чётного направления рассчитываем способом равномерных скоростей.

Способ равномерных скоростей относится к числу приближённых и основывается на следующих основных допущениях:

- поезд по каждому элементу профиля движется с постоянной (равномерной) скоростью независимо от длины профиля;

- при переходе с одного элемента профиля на другой скорость поезда изменяется мгновенно.

Общее время движения поезда:

,

где n - число элементов профиля на заданном участке;

- время хода поезда по i-му элементу профиля, мин;

- время поправки на один разгон; принимается равным 2 мин;

- время поправки на одно торможение при полной остановке поезда; принимается равным 1 мин.

Время хода поезда по i-му элементу профиля:

;

где - длина i-го элемента профиля, км;

- равномерная скорость движения на i-м элементе профиля; определяется по кривой , км/ч.

На спусках, где скорость на практике регулируется тормозными средствами, за равномерную скорость можно принять максимально допустимую скорость движения грузового поезда на этом участке ( определяется по решению тормозной задачи ).

Расчёт общего времени движения поезда в чётном направлении ( от станции А до станции В ) приведён в таблице.

Расчёт времени хода поезда на участке А - В.

№ п/п	Крутизна элемента,	Длина элемента, км.	Равномерная скорость, км/ч.	Время, мин.
1	0	1,00	24,00	2,50
2	-3	1,40	48,00	1,75
3	+0,75	2,40	56,47	2,55
4	- 4,73	1,10	66,00	1,00
5	+5	0,60	69,23	0,52
6	- 8	0,50	69,77	0,43
7	0	0,30	72,00	0,25
8	+10	1,50	60,00	1,50
9	+2,45	2,00	54,55	2,20
10	0	1,70	60,00	1,70
11	+9	0,50	60,00	0,50
12	0	1,20	60,00	1,20
13	- 8	1,70	70,83	1,44
14	0	1,00	75,95	0,79
15	+4	1,20	69,23	1,04
16	- 5	1,00	73,17	0,82
17	+2,53	1,50	70,31	1,28
18	0	1,50	38,79	2,32
	Итого:	= 22,10	-	= 23,79

T = 1 + 23,79 + 2 = 26,79 мин = 0,45 ч;

= 49,11 км/ч;

= 0,8 · 49,11 = 39,29 км/ч.

8. Определение удельного расхода топлива локомотивом на заданном участке

локомотив вагон поезд вес

Расход топлива тепловозом на данном участке пути определяем на основании предварительно построенных диаграмм скорости и времени и имеющихся для данной серии тепловоза (2ТЭ10М) экспериментальных данных об удельном расходе топлива при том или ином режиме работы дизеля, т. е.:

,

где - позиция контроллера машиниста.

Суммарный расход топлива за поездку

,

где - расход топлива в режиме тяги за интервал времени ;

g_x·t_x - расход топлива тепловозом на режиме холостого хода (в данных расчётах не используется из-за малых переходных моментов).

Для каждого интервала времени определяется средняя скорость движения поезда:

v_ср = ^.

По средней скорости v_ср из расходной характеристики тепловоза определяется расход топлива за минуту на наибольшей позиции контроллера.

Расход топлива тепловозами на тягу поездов.

Номер элемента пути	, км/ч	, км/ч	, км/ч	, кг/мин	, мин	, кг
1	0 10 20 30 40	10 20 30 40 46	5 15 25 35 43	7 6 17 17 17	0,5 0,3 0,5 0,5 0,7	3,5 1,8 8,5 8,5 11,9
2	46 50	50 51	48 50,5	17 17	1,5 0,2	25,5 3,4
3	51 60	60 61	55,5 60,5	17 17	2,2 0,3	37,4 5,1
4	61	71	65,5	17	1,0	17
5	71	67	69	17	0,5	8,5
6	67	73	70	17	0,4	6,8
7	73	75	74	17	0,3	5,1
8	75	55	65	17	1,5	25,5
9	55	57	56	17	2,2	37,4
10	56	64	60	17	1,7	28,9
11	64	53	58,5	17	0,5	8,5
12	53 60	60 63	56,5 61,5	17 17	0,7 0,5	11,9 8,5
13	63 70 80	70 80 79	66,5 75 79,5	17 17 17	0,5 0,9 0,1	8,5 15,3 1,7
14	79 70	70 74	74,5 72	17 17	0,2 0,5	3,4 8,5
15	74 70	70 69	72 69,5	17 17	0,9 0,2	15,3 3,4
16	69	74	71,5	17	0,8	13,6
17	74	71	72,5	17	1,3	22,1
18	71 70 69 50 40 30 20 10	70 69 50 40 30 20 10 0	70,5 69,5 59,5 45 35 25 15 5	17 17 17 17 17 17 6 7	0,1 0,4 0,4 0,2 0,2 0,4 0,4 0,2	1,7 6,8 6,8 3,4 3,4 6,8 2,4 1,4
	= 388,2

E = 388,2 кг - суммарный расход топлива за поездку.

Для сравнения расхода топлива различными тепловозами используют удельный расход топлива на измеритель выполненной перевозочной работы 10⁴ т·км брутто:

[кг/10⁴ т·км брутто],

где е - удельный расход топлива, кг/10⁴ т·км брутто;

Е - расход топлива на тягу поезда - 388,2 кг;

L - длина заданного участка - 22,1 км;

m_c - масса состава - 4680 т.

·10⁴ = 37,53 [кг/10⁴ т·км брутто].

Для сравнения различных видов и сортов топлива, имеющих разную температуру сгорания, пользуются так называемым условным топливом:

е_у = е·Э,

где е_у - удельный расход условного топлива, кг/10⁴ т·км брутто;

Э = 1,43 - тепловой эквивалент дизельного топлива.

е_у = 37,53·1,43 = 53,67, кг/10⁴ т·км брутто

Размещено на Allbest.ru